Date of Award

Summer 6-1-2015

Document Type

Dissertation

Degree Name

Doctor of Philosophy (Medical Science)

Department

Physiology

First Advisor

Thomas E. Adrian

Abstract

Cancer cachexia is responsible for one third of cancer–related deaths and contributes to the death of many others. More than 80% of cancer patients are cachectic towards the end of life. Despite intensive research, the mechanisms of cancer cachexia are still poorly understood. It is our hypothesis that identification of early changes in gene expression in cachexia will lead to an improved understanding of the mechanism that trigger this important problem in cancer patients. Thus, to shed light on the mechanisms involved in the major cachexia target tissues, we investigated the entire transcriptome in muscle and fat to identify altered expression of genes in cancer patients with and without cachexia. Samples of rectus abdominis muscle and visceral fat were collected at surgery from patients exhibiting 5-10% weight loss prior to surgery, compared with stable-weight patients. Analysis of all expressed genes was carried out using next generation sequencing (Illumina HiSeq 2500). Also, selected differentially expressed genes were confirmed using real time RT-PCR. In muscle, 30 genes showed highly significant changes in expression (25 downregulated and 5 upregulated: P

In visceral fat, expression of 6 genes were downregulated and 10 upregulated with high statistical significance (P

Comments

ملخص البحث

تحديد الآليبت الجزيئية للمرحلة الأولية للهزال بدراسة تسلسل كبمل التعبيرات الجينية مه خزعبت عضلية ودهنية مه مرضى مصببيه ببلسرطبن الملخص الهزال أو الدنف المصاحب للسرطان مسإول بشكل مباشر عن ثلث وف اٌت السرطان، وهو أحد المسببات لباق الوف اٌت. عٌان أكثر من 80 % من مرضى السرطان من الهزال ف أ اٌمهم الأخ رٌة. وبالرغم من الأبحاث المكثفة، فإن آل اٌت الهزال لمرضى السرطان لا زالت مجهولة. لقد تم بناء هذه الدراسة على فرض ةٌ أن تحد دٌ متغ رٌات التعب رٌ الج نٌ ف المراحل الأول ةٌ للهزال ستساهم ف تطو رٌ الفهم للآل اٌت المحفزة لهذه المشكلة عند مرضى السرطان. لذلك، فإن الهدف من هذه الأطروحة هو تسل طٌ الضوء على الآل اٌت المسببة للدنف ف الأنسجة المستهدفة، عن طر قٌ دراسة كامل التعب رٌات الج نٌ ةٌ "الترانسكر بٌتوم" ) Transcriptome ( ف الأنسجة العضل ةٌ والدهن ةٌ، بهدف تحد دٌ الج نٌات المتما زٌة تعب رٌ اٌ لمرضى السرطان اللذ نٌ عٌانون من الهزال، ومقارنتهم بمرضى سرطان لا عٌانون منه. تم جمع ع نٌات من العضلات القطن ةٌ ) (rectus abdominis والدهون الحشو ةٌ ) visceral fat ( أثناء العمل اٌت المجدولة للمرضى الذ نٌ خسروا 10-5 % من أوزانهم قبل إجراء العمل ةٌ، وتمت مقارنتها بآخر نٌ من الذ نٌ بق تٌ أوزانهم ثابتة. تم تحل لٌ مستوى التعب رٌ الج نٌ بدراسة تسلسل كافة الج نٌات بواسطة تقن اٌت عال ةٌ الإنتاج ةٌ ) Next generation sequencing ( باستخدام جهاز ) Illumina HiSeq 2500 (. كما وتم تؤك دٌ النتائج على مجموعة مختارة من الج نٌات باستخدام تفاعل البول مٌ رٌاز المتسلسل اللحظ (Real-time RT-PCR) . أظهرت نتائج الدراسة ف الأنسجة العضل ةٌ تغ رٌات هامة للغا ةٌ ف التعب رٌات ل 30 ج نٌ ) 25 منها مثبط، ب نٌما 5 منها مفعل: الق مٌة الاحتمال ةٌ FDR 0.2, P˂0.0005-0.00001) (. تحل لٌ ال 25 ج نٌ المثبط أظهر أن: 7 منها سٌاهم ف عمل اٌت الأضٌ ) metabolism ( ) 5 من هذه السبعة عمل اٌت أضٌ ف الم تٌوكوندر اٌ(، 4 ف تؤش رٌ الخل ةٌ ) signaling ،) 4 ف عمل اٌت التحل لٌ البروت نٌ ( ubiquitination (، و 3 ف حركة س رٌ البروت نٌات داخل الخلا اٌ ) intracellular trafficking (. كما أظهرت الدراسة تثب طٌا واضحا للعد دٌ من الج نٌات المشاركة بؤضٌ الجلا كٌوج نٌ، والت بدورها تفسر سبب نقص الجلا كٌوج نٌ بالعضلات وما صٌاحبه من ضعف وإنهاك، وه أعراض أساس ةٌ مصاحبة للهزال. ف المقابل، فإن تحل لٌ ال 5 ج نٌات المفعلة أظهر أن: 2 منها سٌاهم ف تؤش رٌ الكالس وٌم، و 2 بتفاعلات نس جٌ الخل ةٌ الخارج .ً من ناح ةٌ أخرى، فإن بعض التعب رٌات الج نٌ ةٌ للس تٌوك نٌات المسببة للالتهاب والت كان عٌُتقد – حسب دراسات سابقة أن لها تؤث رٌا ف الهزال لم تظهر أي تغ رٌٌ ذٌُكر. كما أن الج نٌ الملاحظ – تفع لٌه بالعد دٌ من الدراسات المختبر ةٌ ) in vitro ( وهو ) FBXO32; atrogin-1 ( وجد مثبطا. كما لم تٌم الكشف عن أي تعب رٌ ج نٌ لج نٌ ال ) dermicidin (. كما أن التعب رٌ الج نٌ لج نٌ ال ) myostatin ) بالإضافة للمستقبل الذي عٌمل عل هٌ ) ACVR2B (، وجدا مثبط نٌ على غ رٌ المتوقع، مما قد عٌكس احتمال ةٌ وجود تك فٌ من الأنسجة العضل ةٌ لتؤث رٌ ال ) myostatin ( المنتج من الورم السرطان .ً ix أما بخصوص النس جٌ الدهن الحشوي ، فقد أظهرت نتائج الدراسة تغ رٌات هامة للغا ةٌ ف التعب رٌات ل 16 ج نٌ ) 6 منها مثبط، ب نٌما 10 منها مفعل: الق مٌة الاحتمال ةٌ P˂0.001-0.0002) (. تحل لٌ هذه الج نٌات أظهر مشاركتها الإنز مٌ ةٌ ف العمل اٌت الأ ضٌ ةٌ. مقارنة نتائج هذه الدراسة بدراسات الهزال السابقة أظهر عدم ظهور أي تغ رٌٌ على إنز مٌات الل بٌاس سٌ ) hormone sensitive lipase and adipose triglyceride lipase (. بالمقابل فإن هرمون الل بٌت نٌ ) leptin ( كان مثبطا، ب نٌما بروت نٌ ( zinc-α-2-glycoprotein ( كان مفعلا بشكل واضح، كما هو متوقع. أثبتت نتائج هذه الدراسات أن الهزال متعدد الأسباب. كما أظهرت أن الطر قٌة المثلى لدراسة واستكشاف تعق دٌات الأمراض ه عن طر قٌ دراسة تسلسل كامل التعب رٌات الج نٌ ةٌ. هذه الدراسة شرحت بعض الدلائل الموثقة بدراسات سابقة، وألقت الضوء على بعض الغموض ف نتائج الدراسات على ح وٌانات التجارب. كما وأظهرت نتائج غ رٌ متوقعة لتطور مرض الهزال لمرضى السرطان. هذه النتائج ه بمثابة نموذج مٌكن الاعتماد عل هٌ نظرا لثبات ب اٌناته وتناسقها، والت تعكس الصورة السر رٌ ةٌ لهإلاء المرضى بشكل أدق، ل تٌم بحثها و التحقق منها بشكل أفضل مخبر اٌ.

Download

Share

COinS